贵宾会员zhuh提供----发电机定子线棒腐蚀的原因分析及防范措施探讨
庹文群
(华能岳阳电厂 湖南岳阳 414002)
[摘 要] 对水冷式发电机空心铜导线的腐蚀因素进行了分析,就2008 年2 月~3 月对华能系统29 家电厂所采用的防腐
蚀措施的调查结果进行了分析比较,结合现场实践经验,提出了几种安全可行的防腐蚀措施。
[关键词] 发电机 定子线棒 腐蚀 防范措施 探讨
大型发电机的冷却方式有“水-氢-氢”、“水-水-氢”、“水-水-空” 三种,我国汽轮发电机组广泛采用“水-氢-氢”冷却方式,即定子绕组用水内冷,转子绕组用氢内冷,定子铁芯及其他部分用氢冷。水内冷发电机最大的问题就是铜导线的腐蚀,其危害一方面是引起冷却水中铜离子含量增加,使冷却水的电导率上升,从而导致发电机泄漏电流的增加,另一方面是腐蚀产物在空芯铜导线内的沉积,这有可能使空芯铜导线内部发生堵塞,从而导致铜导线的温度明显上升,甚至导致绝缘受损。根据对华能系统所属电厂采取的铜线棒防腐蚀措施及其水质状况的调查,结合我厂的实际情况,就发电机空心铜导线的腐蚀原因及其防范措施进行探讨。
1 铜的腐蚀机理
铜腐蚀的根本原因是冷却水中存在着溶解氧和溶解二氧化碳,此外在腐蚀过程中生成的二价铜离子对铜的腐蚀有加速作用。这一腐蚀过程的反应如下:
2 发电机定子线棒腐蚀的影响因素
由Cu—H2O 体系电位—pH 平衡图可知,金属铜的热力学免蚀区与H2O 的热力学稳定区部分重叠,那么金属铜在H2O 中具有足够的稳定性,在无氧化剂或能与Cu 离子生成可溶性络合物的水溶液中,金属铜一般不发生腐蚀,金属铜处于免蚀区;但在有氧化剂的酸性溶液或强碱性条件下,金属铜处于腐蚀区;在中性或弱碱性条件下和有氧化剂存在时,金属铜表面形成的氧化物具有稳定性能对金属铜基体起到保护作用,从而使金属铜钝化。
铜在纯水中的腐蚀,并非随着水中氧的浓度成比例升高,而是先升高后下降,见图2。这主要是因为Cu2+、Cu+的氧化物有不同的溶解度,而含氧量会改变Cu2+和Cu+的比例。因此,水中含氧量改变,也会改变铜的溶解和析出。从溶解氧方面考虑降低铜线棒的腐蚀方法有:①采用贫氧运行方式,控制溶解氧浓度在较低水平(<30μg/L),达到防腐的目的,如:华能石洞口二厂就有非常成功的运行经验,系统充氮密封,维持含氧量小于20μg/L,内冷水小混床旁路处理水量仅占系统水量的3%左右,pH 值为7,而其含铜量小于5μg/L,电导率小于0.15μS/cm。②采用富氧运行方式,有些国家发展了通空气以降低铜的腐蚀工况,在我国邹县电厂首例运用,该方法在发电机正常运行中,不应加入空气,防止带入CO2,应向内冷水系统中加入纯氧,并应避免内冷水溶氧量在60-600μg/L 区间,防止腐蚀过快发生铜腐蚀产物脱落及二次沉积。后来证明这种方法并不可取实用,存在较大的风险。所以我国不提倡高氧运行方式。
2.2 二氧化碳的影响